| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 我国钢铁工业的发展、能源消耗及环保工作现状 | 第13-14页 |
| 1.2 高温空气燃烧技术的发展和在钢铁工业中的应用 | 第14-16页 |
| 1.3 高温空气燃烧技术在我国开发和应用的前景 | 第16-17页 |
| 1.4 高温空气燃烧技术的研究现状和存在的问题 | 第17-19页 |
| 1.5 本研究工作的主要任务、内容和意义 | 第19-21页 |
| 第二章 燃料在高温低氧条件下的燃烧 | 第21-35页 |
| 2.1 高温空气燃烧技术概述 | 第21-25页 |
| 2.1.1 基本原理 | 第21-23页 |
| 2.1.2 高温空气燃烧主要设备及系统的工作原理 | 第23-25页 |
| 2.1.2.1 高温空气燃烧主要设备 | 第23-24页 |
| 2.1.2.2 高温空气燃烧系统的工作原理 | 第24-25页 |
| 2.2 高温低氧空气的获得 | 第25-27页 |
| 2.3 高温低氧气氛下燃料的燃烧 | 第27-34页 |
| 2.3.1 燃烧火焰的结构和特征 | 第27-29页 |
| 2.3.2 燃烧温度 | 第29-31页 |
| 2.3.3 NOx的生成 | 第31-34页 |
| 2.3.3.1 NO_x的“热力”型生成机理 | 第32-33页 |
| 2.3.3.2 NO_x的“快速”型生成机理 | 第33-34页 |
| 2.4 HTAC的高效加热特征 | 第34-35页 |
| 2.4.1 HTAC技术强化炉内对流换热 | 第34页 |
| 2.4.2 HTAC技术强化炉内辐射换热 | 第34-35页 |
| 第三章 燃烧过程的数值分析方法 | 第35-59页 |
| 3.1 计算流体力学的发展 | 第35-36页 |
| 3.2 数值模拟技术在燃烧过程研究中的作用 | 第36-37页 |
| 3.3 燃烧过程的数值分析基础 | 第37-55页 |
| 3.3.1 湍流流动的特点 | 第37-39页 |
| 3.3.2 湍流流动模型 | 第39-48页 |
| 3.3.2.1 基本方程 | 第39-40页 |
| 3.3.2.2 湍流均流控制方程组 | 第40-42页 |
| 3.3.2.3 湍流输运系数模型 | 第42-46页 |
| 3.3.2.4 低雷诺数湍流 | 第46-48页 |
| 3.3.2.5 其它湍流模型 | 第48页 |
| 3.3.3 湍流气相燃烧模型 | 第48-52页 |
| 3.3.3.1 简单化学反应系统 | 第48页 |
| 3.3.3.2 混合分数 | 第48-49页 |
| 3.3.3.3 混合燃烧模型 | 第49-51页 |
| 3.3.3.4 旋涡破碎模型 | 第51-52页 |
| 3.3.4 辐射换热模型 | 第52-55页 |
| 3.3.4.1 辐射传播方程 | 第53页 |
| 3.3.4.2 蒙特卡洛法 | 第53-55页 |
| 3.3.5 NOx生成模型 | 第55页 |
| 3.4 高温空气燃烧过程数值计算中数学模型的确定 | 第55-57页 |
| 3.5 数学模型的计算方法 | 第57-58页 |
| 3.6 小结 | 第58-59页 |
| 第四章 钢包烘烤中HTAC技术的应用和现场研究 | 第59-75页 |
| 4.1 钢包的作用和烘烤要求 | 第59-60页 |
| 4.2 原有钢包烘烤方法、效果及存在的问题 | 第60页 |
| 4.3 唐钢160吨钢包烘烤中HTAC的应用 | 第60-70页 |
| 4.3.1 钢包烘烤的HTAC设备 | 第61-63页 |
| 4.3.2 蓄热式钢包烘烤装置的生产应用效果 | 第63-64页 |
| 4.3.2.1 空气、煤气双预热的节能效果 | 第63-64页 |
| 4.3.2.2 降低出钢温度的节能效果 | 第64页 |
| 4.3.3 现场测试条件及结果 | 第64-70页 |
| 4.3.3.1 测试内容与方法 | 第64-67页 |
| 4.3.3.2 结果与讨论 | 第67-70页 |
| 4.4 涟钢100吨钢包烘烤中HTAC的应用 | 第70-74页 |
| 4.4.1 烘烤设备 | 第70页 |
| 4.4.2 应用效果 | 第70-71页 |
| 4.4.3 现场测试 | 第71-74页 |
| 4.4.3.1 测试内容与方法 | 第71-72页 |
| 4.4.3.2 结果与讨论 | 第72-74页 |
| 4.5 小结 | 第74-75页 |
| 第五章 唐钢160吨钢包烘烤HTAC过程的数值模拟 | 第75-91页 |
| 5.1 引言 | 第75页 |
| 5.2 解析区域及网格划分 | 第75-77页 |
| 5.2.1 解析区域 | 第75-76页 |
| 5.2.2 网格划分 | 第76-77页 |
| 5.3 数值计算模型和方法 | 第77-80页 |
| 5.3.1 数学模型 | 第77-78页 |
| 5.3.2 求解方法 | 第78页 |
| 5.3.3 边界条件和初始条件 | 第78-80页 |
| 5.3.3.1 输入条件 | 第78-79页 |
| 5.3.3.2 边界条件 | 第79页 |
| 5.3.3.3 初始条件 | 第79-80页 |
| 5.4 计算结果和分析 | 第80-88页 |
| 5.4.1 包衬温度的计算结果及分析 | 第80-81页 |
| 5.4.2 钢包内的流体流动特征 | 第81-83页 |
| 5.4.3 高温低氧特性 | 第83-86页 |
| 5.4.4 钢包内CO的浓度分布 | 第86-87页 |
| 5.4.5 污染物NO_x的排放特征 | 第87-88页 |
| 5.5 数值模拟结果的验证及误差分析 | 第88-89页 |
| 5.5.1 结果验证 | 第88-89页 |
| 5.5.2 误差原因分析 | 第89页 |
| 5.6 小结 | 第89-91页 |
| 第六章 唐钢160吨钢包烘烤优化研究 | 第91-102页 |
| 6.1 引言 | 第91页 |
| 6.2 计算工况 | 第91-92页 |
| 6.3 网格划分 | 第92页 |
| 6.4 结果与分析 | 第92-96页 |
| 6.4.1 l／D对燃烧效果的影响 | 第93-95页 |
| 6.4.2 w／D对燃烧效果的影响 | 第95-96页 |
| 6.5 换向过程中的流动和燃烧现象 | 第96-101页 |
| 6.5.1 换向过程中的流体流动 | 第97-98页 |
| 6.5.2 换向过程中的燃烧 | 第98-101页 |
| 6.6 小结 | 第101-102页 |
| 第七章 涟钢钢包烘烤HTAC过程的数值模拟 | 第102-115页 |
| 7.1 解析区域 | 第102-103页 |
| 7.2 网格划分 | 第103页 |
| 7.3 数值计算模型和方法 | 第103-104页 |
| 7.3.1 计算条件 | 第103页 |
| 7.3.2 基本计算工况 | 第103-104页 |
| 7.4 结果及分析 | 第104-109页 |
| 7.4.1 包衬温度的计算结果及分析 | 第104-106页 |
| 7.4.2 钢包内的流体流动特征 | 第106页 |
| 7.4.3 包内温度分布 | 第106-108页 |
| 7.4.4 包内氧浓度分布 | 第108页 |
| 7.4.5 NOx排放与分布特征 | 第108-109页 |
| 7.5 计算结果的验证 | 第109-110页 |
| 7.6 燃料组分和热值对钢包烘烤中HTAC过程影响的数值分析 | 第110-114页 |
| 7.6.1 计算工况 | 第111页 |
| 7.6.2 计算结果及分析 | 第111-114页 |
| 7.6.2.1 温度场分析 | 第111-113页 |
| 7.6.2.2 NOx浓度场分析 | 第113-114页 |
| 7.7 小结 | 第114-115页 |
| 第八章 HTAC加热炉内流体流动、燃烧与传热的数值模拟 | 第115-144页 |
| 8.1 轧钢加热炉概述 | 第115-116页 |
| 8.1.1 连续加热炉简介 | 第115-116页 |
| 8.1.2 连续加热炉的炉型演变及发展 | 第116页 |
| 8.2 蓄热式加热炉简介 | 第116-118页 |
| 8.3 蓄热加热炉三维仿真研究 | 第118-133页 |
| 8.3.1 加热炉仿真研究概述 | 第118-119页 |
| 8.3.2 研究对象及模型的简化 | 第119-121页 |
| 8.3.3 对钢坯动态加热过程的处理 | 第121页 |
| 8.3.4 网格划分 | 第121-122页 |
| 8.3.5 基本方法 | 第122页 |
| 8.3.6 边界条件和计算工况 | 第122-124页 |
| 8.3.6.1 基本计算条件 | 第122页 |
| 8.3.6.2 边界条件 | 第122-123页 |
| 8.3.6.3 基本工况及初始条件 | 第123-124页 |
| 8.3.7 计算结果与分析 | 第124-132页 |
| 8.3.7.1 加热炉内流场特征 | 第124-126页 |
| 8.3.7.2 加热炉内温度分布特征 | 第126-130页 |
| 8.3.7.3 加热炉内气体浓度分布特征 | 第130-132页 |
| 8.3.8 仿真结果的现场验证 | 第132-133页 |
| 8.4 新钢HTAC加热炉出现烧嘴故障时钢坯加热能力的预测 | 第133-138页 |
| 8.4.1 加热一段烧嘴故障时炉内温度分布 | 第134页 |
| 8.4.2 加热二段烧嘴故障时炉内温度分布 | 第134-136页 |
| 8.4.3 均热段烧嘴故障时炉内温度分布 | 第136-138页 |
| 8.5 不同换向组织方式对钢坯加热能力影响的仿真实验 | 第138-143页 |
| 8.5.1 全同侧换向控制时的仿真结果与分析 | 第138-140页 |
| 8.5.2 交叉换向控制时的仿真结果与分析 | 第140-143页 |
| 8.6 小结 | 第143-144页 |
| 第九章 结论与建议 | 第144-148页 |
| 参考文献 | 第148-158页 |
| 攻博期间参加科研和发表论文情况 | 第158-159页 |
| 致谢 | 第159页 |
